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　　香山科學會議上院士云集不罕見，但新科院士中最年輕的幾位都擔當會議執行主席卻比較少見；主題評述報告中介紹該領域國內外最新研究成果不少見，但最新成果中有三分之一都出自中國科學家的卻比較罕見。在主題為“分子納米材料與器件”的第337次香山科學會議上，執行主席朱道本院士指出，“分子納米材料和器件”已經成為國際上前沿科學研究熱點之一，也是創新空間最大的領域之一，中國科學家應該也可以做出有自己特色的研究工作來。看來這一論點的提出是有基礎的。

 

　　朱道本在主題評述報告中指出，化學家原來最擅長和關注的是創造新的物質，進入21世紀，化學家將更多的研究分子體系的功能化，具有光、電、磁等特性的特殊功能分子體系就可以成為分子材料，并應用于發展分子器件。

 

　　納米科學是目前世界各國科學家、政府組織廣泛重視的新興科學，正在迅速地發展，納米科學含括了物理、化學、材料、生物、工程、環境、電子等多個學科，其研究包括納米尺度上材料的特性和一些基本物理化學問題及材料在各領域中的應用。從化學的角度構筑分子納米材料、調控材料性能、推動其在器件中的應用，是當前納米科學、分子科學研究的一個主要出發點。英國科學與技術委員會2007年出版報告指出：到2015年，納米技術的市場預期將達到1萬億美元。據不完全統計，近年來美、日、歐等有關納米材料的申請專利中，有將近50％的申請來自分子納米材料與器件。

 

　　從分子的設計出發，實現分子納米材料的控制組裝和調控性能，是分子納米材料的優勢，也是構筑納米器件的重要基礎。目前分子納米材料的研究包括：分子的設計、分子納米材料的合成與組裝、表征及性能研究、有關的理論和模擬、納米電子與光電子器件、納米生物與醫學。

 

　　看看幾個實例吧！

 

　　以超大規模集成電路為特征的微電子學，由于逼近器件尺寸縮小的物理極限，正面臨嚴重挑戰。近年來大量研究證明：應用分子納米材料采用自下而上的路線構筑納米器件完全有希望克服當前電子學所面臨的挑戰與困境，實現電子學的又一次飛躍。

 

　　在清潔能源大行其道的今天，太陽能光伏電池其價格高、制備過程復雜等，大大限制了其推廣應用。近幾年興起的有機太陽能電池具有成本低、重量輕、制作工藝簡單、可制備成柔性器件等突出優點。另外有機材料種類繁多、可設計性強，有希望通過材料的改性來提高太陽能電池的性能。因此，這類太陽能電池具有重要發展和應用前景。

 

　　有機場效應晶體管是利用電場來調控固態有機半導體材料導電能力的有源器件，由于其制備工藝簡單、成本低和柔韌性好等優勢，在智能卡、電子標簽、電子紙、存儲器、傳感器和有源矩陣顯示器等方面有著廣闊的應用前景，這將是一個新興領域，有巨大的市場潛力。目前，柔性電子產品、無線射頻識別系統等已經是IBM、Lucent、GE、Philips、3M等全球各大公司競相研發的主要技術。

 

　　然而，分子納米材料與器件目前仍處于基礎研究階段，其可靠性、重復性、集成度、運算速度、成本等方面還有大量研究工作要做，還有許多重大的科學問題亟待解決。

 

　　朱道本介紹說，我國對分子納米材料與器件的研究非常重視，是世界上少數幾個從上世紀90年代就重視納米材料研究的國家之一，已形成了一支在國際上有影響的、高水平的研究隊伍和幾個具有一定水平的研究基地。加之近年來綜合國力的提高，使得我們有可能做出有自己特色的研究工作，加強分子納米材料與器件的國際競爭。會議上不少專家都介紹了在各自領域的工作，其中不少處于國際研究前沿。

 

　　與會專家認為目前合成的納米分子材料的種類豐富繁多，但能做成器件的納米分子材料卻很少，因此應該大力發展納米分子材料的器件研究，特別是在器件準備過程的表征手段方面，需要加大研究力度，對國內的器件表征平臺進行整合，建立表征納米分子材料器件的研究體系。特別是需要系統合成目標化合物，與性能測試和器件構建相結合，從而有的放矢地進行設計分子材料，同時加強試驗與理論的緊密結合，發揮理論的指導作用。

 

　　專家們認為，納米分子材料與器件的研究是一門交叉性非常強的學科，需要物理、化學、電子學、信息學和材料學等多學科的研究人員緊密協作，特別是分子設計、合成與器件之間、理論與實驗的緊密合作，只有這樣才能凝練出關鍵的科學問題，發展新的實驗方法和理論，歸納基本規律。鼓勵原創性、前沿性的研究，特別是前沿交叉性強的課題更需要寬容、關心和支持，而基礎科學研究人員則應厚積薄發、堅持在前沿領域做一些踏實的研究工作。